一种上转换单光子探测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及量子探测和量子通信领域，尤其涉及一种上转换单光子探测系统，该系统包括：第一光源

【技术实现步骤摘要】
一种上转换单光子探测系统


[0001]本技术涉及量子探测和量子通信领域，尤其涉及一种上转换单光子探测系统
。

技术介绍

[0002]波长为
1550nm
的信号光常作为通信波段光源，目前，有多种基于该通信波段光源的单光子探测器，比如铟镓砷探测器
。
但是，经上转换后通过硅探测器实现探测的上转换探测器具有自身的优势，例如：后脉冲概率会比铟镓砷探测器低
。
同时，上转换探测器自身具有的窄带滤波特性，可以过滤到
1550nm
之外的杂光，以实现保持较低的噪声，尤其是基于波长为
1950nm
的泵浦光来泵浦
1550nm
的信号光的单光子探测器
。
但是，由于
1950nm
激光器输出功率较小，用于上转换探测器中需要进行放大，这无疑增加了上转换探测器的成本以及上转换探测器的体积
。
对此，可以采用其他波长的激光器来泵浦
1550nm
的信号光，但是其他波长的激光器在泵浦
1550nm
的信号光的过程中存在噪声较大等问题，因此，如何有效减少其他波长的激光器在泵浦
1550nm
的信号光的过程中的噪声成为亟待解决的问题
。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本技术实施例提供了一种上转换单光子探测系统，以解决其他波长的激光器在泵浦
1550nm
的信号光的过程中噪声高的问题
。
[0004]本技术实施例提供一种上转换单光子探测系统，所述上转换单光子探测系统包括：第一光源
、
第二光源
、
波分复用器
、
上转换波导
、
超窄带滤波器和雪崩二极管；
[0005]所述第一光源通过光纤连接所述波分复用器的第一输入端，所述第二光源通过光纤连接所述波分复用器的第二输入端，所述波分复用器的输出端通过光纤连接所述上转换波导的一端，所述上转换波导的另一端通过光纤连接所述超窄带滤波器的输入端，所述超窄带滤波器的输出端通过光纤连接所述雪崩二极管；
[0006]所述上转换单光子探测系统还包括第一温控装置，所述第一温控装置安装在所述超窄带滤波器的周围，以对所述超窄带滤波器的温度进行采集和调节
。
[0007]在一实施方式中，所述第一温控装置包括第一热敏电阻和第一
TEC
，所述上转换单光子探测系统还包括第一温控器，所述第一温控器包括第一
ADC、
第一
FPGA、
第一
DAC
和第一
TEC
驱动芯片，所述第一
ADC
的输入端连接所述第一热敏电阻，所述第一
ADC
的输出端连接所述第一
FPGA
的输入端，所述第一
FPGA
的输出端连接通过所述第一
DAC
连接所述第一
TEC
驱动芯片，所述第一
TEC
驱动芯片驱动连接所述第一
TEC。
[0008]在一实施方式中，所述第一光源为
1550nm
的信号光源，所述第二光源为
1064nm
的泵浦光源
。
[0009]在一实施方式中，所述上转换单光子探测系统还包括第二温控装置，所述第二温控装置安装在所述上转换波导的周围，以对所述上转换波导的温度进行采集和调节
。
[0010]在一实施方式中，所述第二温控装置包括第二热敏电阻和第二
TEC
，所述上转换单
光子探测系统还包括第二温控器，所述第二温控器包括第二
ADC、
第二
FPGA、
第二
DAC
和第二
TEC
驱动芯片，所述第二
ADC
的输入端连接所述第二热敏电阻，所述第二
ADC
的输出端连接所述第二
FPGA
的输入端，所述第二
FPGA
的输出端连接通过所述第二
DAC
连接所述第二
TEC
驱动芯片，所述第二
TEC
驱动芯片驱动连接所述第二
TEC。
[0011]在一实施方式中，所述上转换单光子探测系统还包括第三温控装置，所述第三温控装置安装在所述第二光源的周围，以对所述第二光源的温度进行采集和调节
。
[0012]在一实施方式中，所述第三温控装置包括第三热敏电阻和第三
TEC
，所述上转换单光子探测系统还包括第三温控器，所述第三温控器包括第三
ADC、
第三
FPGA、
第三
DAC、
第三
TEC
驱动芯片和恒流源驱动芯片，所述第三
ADC
的输入端连接所述第三热敏电阻，所述第三
ADC
的输出端连接所述第三
FPGA
的输入端，所述第三
FPGA
的输出端连接通过所述第三
DAC
连接所述第三
TEC
驱动芯片和所述恒流源驱动芯片，所述第三
TEC
驱动芯片驱动连接所述第三
TEC
，所述恒流源驱动芯片驱动连接所述第二光源
。
[0013]在一实施方式中，所述雪崩二极管为硅雪崩二极管，所述上转换单光子探测系统还包括二极管控制装置，所述二极管控制装置连接所述硅雪崩二极管，以控制所述硅雪崩二极管进行单光子探测
。
[0014]在一实施方式中，所述二极管控制装置包括计数信号处理模块
、
温控模块
、
主动淬灭模块
、
快速恢复模块和第四
FPGA
，所述计数信号处理模块的输入端连接所述硅雪崩二极管，所述计数信号处理模块的输出端连接所述第四
FPGA
的输入端，所述第四
FPGA
的输出端分别通过温控模块
、
主动淬灭模块和快速恢复模块连接所述硅雪崩二极管
。
[0015]在一实施方式中，所述上转换波导为脊型波导
。
[0016]本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
[0017]本技术提供的上转换单光子探测系统包括：第一光源
、
第二光源
、
波分复用器
、
上转换波导
、
超窄带滤波器和雪崩二极管；第一光源通过光纤连接波分复用器的第一输入端，第二光源通过光纤连接波分复用器的第二输入端，波分复用器的输出端通过光纤连接上转换波导的一端，上转换波导的另一端通过光纤连接超窄带滤波器的输入端，超窄带滤波器的输出端通过光纤连接雪崩二极管；上转换单光子探测系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种上转换单光子探测系统，其特征在于，所述上转换单光子探测系统包括：第一光源
、
第二光源
、
波分复用器
、
上转换波导
、
超窄带滤波器和雪崩二极管；所述第一光源通过光纤连接所述波分复用器的第一输入端，所述第二光源通过光纤连接所述波分复用器的第二输入端，所述波分复用器的输出端通过光纤连接所述上转换波导的一端，所述上转换波导的另一端通过光纤连接所述超窄带滤波器的输入端，所述超窄带滤波器的输出端通过光纤连接所述雪崩二极管；所述上转换单光子探测系统还包括第一温控装置，所述第一温控装置安装在所述超窄带滤波器的周围，以对所述超窄带滤波器的温度进行采集和调节
。2.
根据权利要求1所述的上转换单光子探测系统，其特征在于，所述第一温控装置包括第一热敏电阻和第一
TEC
，所述上转换单光子探测系统还包括第一温控器，所述第一温控器包括第一
ADC、
第一
FPGA、
第一
DAC
和第一
TEC
驱动芯片，所述第一
ADC
的输入端连接所述第一热敏电阻，所述第一
ADC
的输出端连接所述第一
FPGA
的输入端，所述第一
FPGA
的输出端连接通过所述第一
DAC
连接所述第一
TEC
驱动芯片，所述第一
TEC
驱动芯片驱动连接所述第一
TEC。3.
根据权利要求1所述的上转换单光子探测系统，其特征在于，所述第一光源为
1550nm
的信号光源，所述第二光源为
1064nm
的泵浦光源
。4.
根据权利要求1所述的上转换单光子探测系统，其特征在于，所述上转换单光子探测系统还包括第二温控装置，所述第二温控装置安装在所述上转换波导的周围，以对所述上转换波导的温度进行采集和调节
。5.
根据权利要求4所述的上转换单光子探测系统，其特征在于，所述第二温控装置包括第二热敏电阻和第二
TEC
，所述上转换单光子探测系统还包括第二温控器，所述第二温控器包括第二
ADC、
第二
FPGA、
第二
DAC
和第二
TEC
驱动芯片，所述第二
ADC
的输入端连接所述第二热敏电阻，所述第二
ADC...

【专利技术属性】
技术研发人员：衣坤朋，蔺际超，樊景丽，魏代营，姚权，何玉莲，郑名扬，谢秀平，
申请(专利权)人：济南量子技术研究院，
类型：新型
国别省市：